ГИДРО­ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ОРОШАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

РАСЧЕТЫ СИСТЕМАТИЧЕСКОГО ДРЕНАЖА С УЧЕТОМ ВЛАГОПЕРЕНОСА В ЗОНЕ АЭРАЦИИ

(3.76)

Анализ работы систематического дренажа при переменных усло­виях показывает, что основными характерными особенностями формирования водного режима при относительно неглубоком за­легании уровня являются переменное во времени питание подзем­ных вод и изменение коэффициентов емкости. Значительно услож­няет расчеты и смена граничных условий, обусловленная специфи­кой режима водопотребления растениями. Эти особенности обусловливают необходимость совместного рассмотрения зон насы­щения и аэрации. Общие принципы такого рассмотрения даны в гл. 3, § 3. Для многих случаев, исключающих, по-видимому, только осушительный дренаж в породах тяжелого состава, гори­зонтальными потоками влаги в зоне аэрации можно пренебречь и рассматривать систему двух уравнений, описывающих фильтра­цию в насыщенной зоне и вертикальный влагоперенос в зоне аэра­ции; причем на свободной поверхности с ординатой h задается ин­тенсивность площадного питания, равная скорости влагопереноса в этом сечении, которая получается из решения дифференциаль­ного уравнения влагопереноса. Для систематического (линейного или площадного) дренажа конечно-разностное уравнение для по­тока в насыщенной зоне будет одномерным (линейным или ради­альным), так что система конечно-разностных уравнений насы­щенного и ненасыщенного потоков здесь будет:

Ffj + i — Hi Hi — Hj-i

Ф/ + 1, і Фі. f-I

H; H і

— WЈ=0, \\'i -

(3.78)

< /-1 t

/=1

"i+l "і "і-1

Л/

Ф/./-1

Ф/+1. /

(3.79)

При однородном по вертикали потоке с коэффициентом фильт­рации kH линейного дренажа значения сопротивления определяются по формулам:

+ г і Дг

Где I—расстояние между центрами блоков горизонтальной раз­бивки; хі — размер г-го блока.

При площадном дренаже для радиального потока

(3.81)

Где г — расстояние от скважины до центра блока; со —площадь блока.

Сопряжение уравнений (3.78) и (3.79) осуществляется на сво­бодной поверхности. В начале для каждого t'-ro блока решается задача влагопереноса. При этом на нижней границе задается рас­ход, определяемый начальными условиями уравнения (3.78), соот­ветствующий значению W;. Получаемое новое положение свобод­ной поверхности в каждой точке является первым приближением решения, из которого рассчитывается новое значение wТак, по­следовательными итерациями можно получить решение системы с заданной заранее погрешностью. Приведенный алгоритм реали­зован в виде программы, составленной Л. Р. Шредером на языке Фортран. Элемент программы, рассматривающий зону аэрации, аналогичен программе влагопереноса, описанной выше, в § 5 гл. 2. В данном случае в зоне аэрации можно выделить до 30 блоков, а в горизонтальном потоке до 20. На границах горизонтального потока в зоне насыщения могут быть заданы условия I, II и III рода. Последние, в частности, позволяют учитывать строение дренируемой толщи путем введения локального сопротивления, ме­тодика расчета которого дана в § 1 настоящей главы. Кроме того, программа учитывает возможность изменения водопроводимости при изменении мощности потока и связь с нижележащими гори­зонтами через слабопроницаемый слой.

В качестве примера использования этой программы можно при­вести расчет водного режима на склоне, осушаемом дренажем. Уклон поверхности склона 0,06. Протяженность его 600 м. Склон

РАСЧЕТЫ СИСТЕМАТИЧЕСКОГО ДРЕНАЖА С УЧЕТОМ ВЛАГОПЕРЕНОСА В ЗОНЕ АЭРАЦИИ

Рис. 51. Результаты расчета водного режима при дренировании на ЭЦВМ.

А — динамика свободной поверхности (0 — начальный уровень; 1 — уровень через 0,5 и 2 — через 1,5 сут); б — изменение дренажного стока во времени (/ — для левой дрены; 2 — для правой дрены); в — изменение влажности во времени (J — через 0,5, 2 — 1, 3—1,5, 4 — 3 сут)

Сложен средними и тяжелыми суглинками с коэффициентом фильт­рации от 0,4 до 0,01 м/сут. Подстилаются суглинки красно-бурыми глинами, которые являются практическим водоупором. Эти усло­вия достаточно характерны для многих районов юга Украины с хорошо развитой сетью балок и понижений. В результате строи­тельства канала в верхней части склона уровень подземных вод поднялся и почти повсеместно привел к заболачиванию территории. Особенно тяжелая ситуация на склоне возникла весной, в период снеготаяния и дождей. Для улучшения мелиоративного состояния склона был построен редкий глубокий дренаж, нагрузка на кото­рый определялась только притоком со стороны канала. Этот дре­наж поддерживал уровень в среднем на глубине 1,5 м. Однако в весенний период он не справлялся с нагрузкой, вызванной обиль­ным питанием, что заставило рассмотреть вариант дополнитель­ного мелкого, но частого дренажа, в функцию которого входил только отвод воды в критические по водности периоды. Ниже при­водятся результаты решения такой задачи по программе, описан­ной ранее. Рассматривался участок в средней части склона с водо - проводимостью 9 м2/сут. Дренаж заглублен на 2 м. Расстояние между дренами менялось от варианта к варианту. Исходное по­ложение уровня принималось на глубине 0,3 м от поверхности земли. Испарение и инфильтрация в период спада уровня отсут­ствовала. В результате решения получены динамика уровня (рис. 51, а) между дренами, динамика влаги в зоне аэрации (рис. 51, в) и изменение дренажного стока (рис. 51, б). Расчеты показывают, что уже через 1,5 сут уровень опускается на 1 м. Од­нако со временем темп снижения уровня замедляется и достиже­ние глубины 1,5 м наблюдается только через 5 сут.

(3.82)

При большом значении локального сопротивления расчет дренажа с учетом влагопереноса может быть существенно упрощен. В этом случае сопротивлением при горизонтальной фильтрации можно пренебречь и рассматривать только сопротивления, вызван­ные несовершенством дренажа. В такой постановке достаточно рассматривать решение одномерного уравнения влагопереноса с граничным условием III рода

_dtf =____ Т Я — Яд

Dz ka LLjX

При двухслойном строении толщи это условие целесообразно задавать на подошве покровного слоя. Этот способ расчета целе­сообразен во всех случаях как более простой. Уточнение резуль­татов расчета, полученных таким образом, может проводится пу­тем изучения схемы, рассмотренной выше.

ГИДРО­ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ОРОШАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

Квалифицированные услуги в области геологического обследования участка

Невозможно начать возведение дома без начального изучения геологического изыскания. Строительные нормы, используемые при возведении стен, напрямую зависят от полученных результатов изучения почвы. Что такое геология для строительства и как получить …

Инженерная геология в Киеве

Геологические исследования играют большую роль при масштабном строительстве домов, несущих конструкций и производственных мощностей. Среди большого спектра услуг инженерная геология занимает почетное место в потребительском рейтинге на рынке. Компания «Геоплан» …

Геологические исследования

Анализ состояния грунта - это один из самых важных этапов перед началом строительства. Данный спектр исследований позволяет всесторонне и объективно оценить положение дел на строительной площадке, чтобы конструктор мог правильно …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua